C中数组初始化的困惑

Question

在C语言中，如果像这样初始化数组：

int a[5] = {1,2};

然后，数组中所有未显式初始化的元素将隐式初始化为零。

但是，如果我像这样初始化数组：

int a[5]={a[2]=1};

printf("%d %d %d %d %d\n", a[0], a[1],a[2], a[3], a[4]);

输出：

1 0 1 0 0

我不明白，为什么a[0]打印1而不是0？这是未定义的行为吗？

注：这个问题是在一次采访中提出的。

Answer 1

我认为C11标准涵盖了这一行为，并表示结果尚未确定，我认为C18在这方面没有做出任何相关的改变。

标准语言不容易解析。标准的相关部分是§6.7.9初始化。语法记录如下：

初始值设定项：

请注意，其中一个术语是赋值表达式，由于a[2]=1无疑是赋值表达式，因此允许在非静态持续时间的数组的初始值设定项中使用：

§4具有静态或线程存储持续时间的对象的初始化器中的所有表达式应为常量表达式或字符串文字。

其中一个关键段落是：

§19初始化应按初始化列表顺序进行，为特定子对象提供的每个初始化器覆盖相同子对象的任何先前列出的初始化器；^151）所有未显式初始化的子对象应隐式初始化与具有静态的对象相同存储持续时间。

^151）重写的子对象的任何初始化器，因此不用于初始化该子对象，可能根本不会计算。

另一个关键段落是：

§23初始化列表表达式的计算是不确定的，因此任何副作用发生的顺序是不确定的。^152）

^152）特别地，求值顺序不必与子对象初始化的顺序相同。

我相当肯定§23段指出问题中的符号：

int a[5] = { a[2] = 1 };

导致未指明的行为。对a[2]的赋值是一种副作用，表达式的求值顺序是不确定的。因此，我不认为有任何方法可以诉诸标准，并声称某个特定的编译器正确或错误地处理了这个问题。

Answer 2

我不明白，为什么a[0]打印1而不是0？

假定a[2]=1首先初始化a[2]，表达式的结果用于初始化a[0]。

从N2176（C17草案）开始：

因此，输出100似乎也是可能的。

结论：不要编写动态修改初始化变量的初始值设定项。

Answer 3

TL；博士：我不认为inta[5]={a[2]=1}的行为定义良好，至少在C99中是这样。

有趣的是，对我来说唯一有意义的一点是您询问的部分：a[0]设置为1，因为赋值运算符返回已赋值的值。其他一切都不清楚。

如果代码是inta[5]={[2]=1}，那么一切都会很简单：这是一个指定的初始值设定项，将a[2]设置为1，其他设置为0。但是在{a[2]=1}中，我们有一个包含赋值表达式的非指定初始值设定项，我们陷入了一个兔子洞。

以下是我到目前为止的发现：

>

a必须是局部变量。

6.7.8初始化

a[2]=1不是常量表达式，因此a必须具有自动存储。

a在其自身初始化的范围内。

6.2.1标识符的范围

声明符是a[5]，因此变量在其自身初始化的范围内。

a在其自身初始化中处于活动状态。

6.2.4物品的储存期限

其标识符声明为无链接且没有存储类说明符的对象具有自动存储持续时间。

对于这样一个没有可变长度数组类型的对象，其生存期从进入与其关联的块开始，一直到该块的执行以任何方式结束。（输入封闭块或html" target="_blank">调用函数将暂停但不结束当前块的执行。）如果以递归方式输入块，则每次都会创建对象的新实例。对象的初始值是不确定的。如果为对象指定了初始化，则每次在执行块时达到声明时都会执行初始化；否则，每次到达声明时，该值都变得不确定。

a[2]=1之后有一个序列点。

6.8语句和块

注意，例如在intfoo[]={1,2,3}中，{1,2,3}部分是一个括号内的初始值设定项列表，每个初始值设定项后面都有一个序列点。

初始化按初始值设定项列表顺序执行。

6.7.8初始化

但是，初始值设定项表达式不一定按顺序计算。

6.7.8初始化

然而，这仍然留下了一些悬而未决的问题：

>

序列点是否相关？基本规则是：

6.5表达

a[2]=1是一个表达式，但初始化不是。

这与附件J略有矛盾：

J.2未定义的行为

• 在两个序列点之间，一个对象被修改不止一次，或者被修改并且读取先前的值，而不是确定要存储的值（6.5）。

附件J指出，任何修改都是重要的，而不仅仅是表达式的修改。但鉴于附件是非规范性的，我们或许可以忽略这一点。

相对于初始值设定项表达式，子对象初始化是如何排序的？是否先计算所有初始值设定项（以某种顺序），然后使用结果（以初始值设定项列表顺序）初始化子对象？或者它们可以交错？

我认为inta[5]={a[2]=1}执行如下：

1. 当输入包含代码的块时，为其分配存储。内容在这一点上是不确定的。
2. 执行（唯一的）初始化器（a[2]=1），后跟一个序列点。它将1存储在a[2]中，并返回1。
3. 1用于初始化a[0]（第一个初始化器初始化第一个子对象）。

但是这里的事情变得模糊了，因为剩下的元素（a[1]，a[2]，a[3]，a[4]）应该初始化为0，但不清楚什么时候：它发生在a[2]=1被计算之前吗？如果是这样，a[2]=1将“赢”并覆盖a[2]，但由于零初始化和赋值表达式之间没有序列点，该赋值是否具有未定义的行为？序列点是否相关（见上文）？或者零初始化是在对所有初始化器求值之后发生的？如果是这样，a[2]应该是0。

因为C标准没有明确定义这里发生了什么，所以我认为行为是未定义的（通过省略）。